大话火焰图(flame graph)

火焰图是什么

就是下图展示的图形

某PHP程序的On-CPU类型的火焰图例子
简而言之,就是这个图形看起来像一团跳动的火焰,这也正是名字的由来.

火焰图的作用

火焰图(flame graph)用于分析性能

火焰图该怎么看

火焰图关注哪几个部分

  • 颜色本身没有什么意义
  • 纵向表示调用栈的深度
  • 横向表示消耗的时间

上述几个部分分别体现什么

横向来看
  • 由于横向表示消耗的时间,所以一个格子的宽度越大越说明其可能是瓶颈
纵向来看
  • 由于纵向表示调用栈的深度,所以火焰的火苗尖部就是CPU正在执行的操作
综上
  • 主要看那些比较宽大的火苗
  • 特别是那些平头的火苗

如何生成火焰图

  • 首先要有一个Tracer工具
  • Linux的Tracer工具

常见火焰图类型

常见的火焰图类型有 On-CPUOff-CPU,还有 Memory,Hot/Cold,Differential 等等

什么时候使用On-CPU,什么时候使用Off-CPU?

  • 如果是CPU则使用On-CPU火焰图
  • 如果是IO或锁则使用Off-CPU火焰图
  • 不确定该怎么办

    1. 使用压测工具看看能否让CPU使用率趋于饱和
    2. 如果不管怎么压,CPU使用率始终上不来,那么很大可能是IO或锁出问题了,此时应该用Off-CPU火焰图,否则用On-CPU
  • 还是不确定该怎么办

    • 都搞搞
    • 正常情况下两张图的差异是比较大的
    • 如果差异不大,那么有可能是CPU被其他进程抢了

参考

Blazing Performance with Flame Graphs
白话火焰图
如何读懂火焰图

### 火焰的概念 火焰是一种用于性能分析的可视化工具,由 Brendan Gregg 开发并开源[^1]。它通过堆栈跟踪数据以层次结构的形式展示程序运行期间的时间消耗情况。每一层代表一个调用帧(call frame),水平宽度表示该函数占用的总时间比例,而垂直方向则显示调用链的深度。 这种形化的方式使得开发者能够快速定位哪些函数占用了较多执行时间以及它们是如何被调用的。由于其直观性和高效性,在软件性能优化领域得到了广泛应用。 ### 数据输入格式支持 为了生成火焰,可以采用多种兼容的数据格式作为输入源之一。其中折叠堆栈(Folded Stacks)格式可被多个工具读取,包括但不限于原始版本的 FlameGraph 工具包、Rust 编程语言移植版 Inferno 和 Speedscope 这些现代前端界面应用[^2]。 这些不同的实现提供了灵活的选择来适应各种环境下的需求,无论是传统的命令行操作还是更友好的 GUI 接口都能找到合适的解决方案。 ### 实际案例中的作用 在一个具体的例子当中,某位工程师绘制出了完成请求速率对比负载变化曲线表之后发现两者都达到了突然停止增长的状态线形特征明显下降形成天花板效应现象[^3]。此时如果借助于火焰技术深入探究内部瓶颈所在,则可能揭示出导致上述表现的根本原因从而指导进一步改进措施制定过程。 ```python import flamegraph def generate_flame_graph(data): fg = flamegraph.FlameGraph() graph = fg.generate(data) return graph.to_html() data = [ ("main", [("func_a", 50), ("func_b", 30)]), ("func_a", [("sub_func_1", 20), ("sub_func_2", 30)]) ] html_content = generate_flame_graph(data) print(html_content) ```
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